普通化学/化学键概述
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简而言之,化学键将原子连接在一起,形成更复杂的结构(如分子或晶体)。化学键可以在相同元素的原子之间形成,也可以在不同元素的原子之间形成。化学键有几种类型,它们具有不同的性质,并导致不同的结构。
在许多情况下,原子试图通过反应形成包含八个电子的价电子层。八隅体规则描述了这一点,但也存在许多例外。
- 离子键发生在正离子(阳离子)和负离子(阴离子)之间。在离子固体中,离子排列成刚性的晶格结构。NaCl(食盐)是一种离子物质的例子。在离子键中,大量的正阳离子和负阴离子之间建立了吸引力,形成中性的晶格。这种相反电荷离子之间的吸引力是集体性质的,称为离子键。
- 共价键是在两个非金属原子的轨道物理重叠并相互共享电子时形成的。这会导致两种类型的结构:分子和共价网络固体。甲烷(CH4)和水(H2O)是共价键合分子的例子,而玻璃是共价网络固体。
- 金属键发生在原子中,与可达到的轨道数量相比,它们只有很少的电子。这适用于绝大多数化学元素。在金属键合物质中,原子的外层电子可以自由移动 - 它们离域化形成“电子池”。铁是一种金属键合物质。
化学键是化学研究中最关键的概念之一。事实上,材料的性质基本上是由它们包含的原子类型和数量以及它们如何键合在一起决定的。
到目前为止,您已经看到了分子内键的例子。这些键将原子连接成分子或完整的晶体。还有分子间键将分子连接成大型物质。它们也被称为分子间力或IMF。IMF比分子内键弱,并且由于它们不会永久连接两个分子或离子,因此通常认为将它们称为键是不正确的。有时,一种物质不会同时具有IMF和分子内键。对于离子晶体(如盐)或共价网络(如金刚石),固体是由连接所有组成分子或离子的分子内键网络组成,这些网络以重复的模式排列,没有单独的单元通过IMF相互吸引。在金属键的情况下,所有原子都相互连接形成一块金属,但电子可以自由移动,而不是局限于晶格或共价网络的静态键。